Los desarrollos informáticos cuánticos se benefician de la integración de la mecánica cuántica con avances en hardware y algoritmos, lo que permite resolver problemas complejos que, utilizando ordenadores tradicionales, tomarían miles de años.
Aunque los computadores convencionales tienen la capacidad de realizar tareas de alta complejidad, como clasificar grandes cantidades de bases de datos (IBM, s. f.), la computación cuántica supera estas limitaciones. Este avance se posiciona en un punto donde incluso las supercomputadoras no pueden alcanzar, permitiendo, por ejemplo, la simulación del comportamiento de las moléculas durante largos periodos de tiempo.
El desarrollo de esta tecnología se basa en la utilización de qubits, o bits cuánticos, que se emplean para la codificación de datos. Los qubits son las partículas cuánticas más pequeñas del universo físico y permiten manejar una mayor cantidad de datos de los que pueden guardar y trabajar los bits.
Los qubits emplean el fenómeno de la superposición del código binario con la mecánica cuántica. A diferencia de los bits convencionales, que solo pueden representar un 0 o un 1, los qubits aprovechan el fenómeno de la superposición, un principio de la mecánica cuántica que permite combinar linealmente dos estados: 0 y 1. Esto significa que un qubit puede representar simultáneamente ambos estados, lo que aumenta exponencialmente la capacidad de procesamiento de los ordenadores cuánticos y los habilita para realizar cálculos complejos a una velocidad sin precedentes.
Existen diferentes tipos de qubits, como los superconductores, los iones atrapados, los puntos cuánticos, los fotones y los átomos neutros. Sin embargo, los ordenadores cuánticos requieren de unas condiciones óptimas y precisas en cuestión de aislamiento y temperatura. El hardware de un computador cuántico está compuesto por tres componentes: plano de datos cuánticos, plano de control y medida, y el plano del procesador de control y procesador host.
Usos de la computación cuántica en la actualidad
En la actualidad, una de las aplicaciones más importantes de esta tecnología es el aprendizaje automático, el cual se encuentra en un estado de fundamentación científica y tecnológica. Con el desarrollo de esta aplicación, las computadoras tan solo requerirán una secuencia de instrucciones simples para realizar el proceso de una operación mientras aprende por sí mismas a resolver los problemas más complejos de esa tarea.
Otra área de gran impacto es la creación de fármacos. La computación cuántica está siendo explorada para optimizar y acelerar la identificación de componentes para crear medicinas personalizadas o para el uso en pacientes con enfermedades complejas. Por su parte, Google creó recientemente el Laboratorio de Inteligencia Artificial Quantum con el objetivo de explotar el cómputo cuántico para mejorar el desarrollo de aplicaciones y plataformas de Inteligencia Artificial (IA) y tecnologías en aprendizaje automático. Asimismo, la NASA está empleando esta tecnología para la búsqueda de exoplanetas y resolver problemas logísticos relacionados con futuras misiones espaciales.
Potenciales de la computación cuántica para el futuro
La computación cuántica está marcando el comienzo de una nueva era en diversos campos científicos, tecnológicos e industriales. Ejemplo de ello es la reciente alianza entre Microsoft y Atom Computing, cuyo objetivo es desarrollar computadoras cuánticas sencillas y de bajo costo que puedan ser accesibles para empresas, instituciones y usuarios individuales. Finalmente, se resalta que en la reciente presentación de Google de su chip de computación cuántica se comunicó que, a pesar del avance significativo en esta tecnología, la creación de computadoras cuánticas comerciales, solo será posible hasta la década de 2030.
Mauro Sastoque Campos
Periodista, escritor y diseñador para la Comunicación Gráfica.
Virtualpro
mauro.sastoque@ingco.co
Referencias
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